一种功率分配方法、装置及其系统

技术领域

本申请涉及能源管理技术领域，具体涉及一种功率分配方法、装置及其系统。

背景技术

目前在无人机运行状态发生变化而导致无人机的负载的供电需求发生变化之后，普遍的做法是基于负载的供电需求对功率进行重新分配。这种做法虽然可以保证功率分配结果的准确性，但是在负载变化较大的情况下，从无人机的负载的供电需求发送变化至无人机完成功率调配所耗费的时间较长，无法实现功率的灵活调配。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种功率分配方法、装置及其系统，以改善上述技术问题。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供一种功率分配方法，所述方法包括：

接收当前负载通道的供电需求；其中，所述当前负载通道的供电需求是无人机的飞行控制装置根据所述无人机的运行状态获取的；

根据所述供电需求生成需求控制指令；

获取所述当前负载通道的实际功率，并根据所述实际功率和所述需求控制指令获取实际功率偏差；

根据所述实际功率偏差对所述当前负载通道的输出功率进行调配。

在上述方法中，通过接收无人机的飞行控制装置根据无人机的运行状态获取的供电需求，并根据所述供电需求和当前负载通道的实际功率获取实际功率偏差，通过实际功率偏差对当前负载通道的输出功率进行调配，使得对无人机输出功率的调配更加及时，且调配过程更加灵活。

可选的，在所述接收当前负载通道的供电需求之后，所述方法还包括：若所述负载通道的供电输入的总和小于所述当前负载通道的供电需求的总和，则启用功率补偿装置对所述供电输入进行补偿。

在上述方法中，通过功率补偿装置在供电输入无法满足供电需求时，对供电输入进行补偿，使得该功率分配方法具有更好的整体冗余度。

可选的，所述根据所述实际功率偏差对负载通道所述输出功率进行调配，包括：将所述实际功率偏差为正数的负载通道的偏差功率调配至所述实际功率偏差为负数的负载通道。

在上述方法中，将实际功率偏差为正数的负载通道的偏差功率调配至实际功率偏差为负数的负载通道，使得无人机在负载发生变化时的功率调配更加灵活。

可选的，根据负载通道回路的功率传感器获取所述负载的实际功率。

在上述方法中，通过在负载通道回路设置功率传感器以获取各个负载通道的实际输出功率。

第二方面，本申请实施例提供一种功率分配装置，所述装置包括：

配电控制模块，所述配电控制模块用于接收当前负载通道的供电需求；根据所述供电需求生成需求控制指令；

至少一个配电模块，所述配电模块和所述配电控制模块电连接，用于根据所述当前负载通道的实际功率和所述需求控制指令获取实际功率偏差；根据所述实际功率偏差对所述当前负载通道的输出功率进行调配。

可选的，所述配电模块具体包括：偏差获取器件，所述偏差获取器件用于根据负载的实际功率、所述需求控制指令获取实际功率偏差；场效应管，所述场效应管用于根据所述实际功率偏差对所述当前负载通道的输出功率进行调配；输出采集器件，所述输出采集器件用于采集所述当前负载通道的实际功率。

第三方面，本申请提供一种功率分配系统，其特征在于，所述系统包括：

飞行控制装置以及上述第二方面所提供的功率分配装置，所述飞行控制装置和所述功率分配装置通过机载总线进行通信；

所述飞行控制装置用于根据无人机的运行状态获取所述当前负载通道的供电需求。

可选的，在所述无人机的运行状态发生变化之后，所述飞行控制装置再次根据所述无人机的运行状态获取所述当前负载通道的供电需求。

可选的，所述飞行控制装置根据无人机的运行状态获取所述当前负载通道的供电需求，具体包括：获取所述无人机每一运行状态对应的负载通道的预设供电需求对应关系；所述飞行控制装置根据所述无人机的运行状态、所述预设供电需求对应关系获取所述当前负载通道的供电需求。

可选的，所述系统还包括：功率补偿装置，所述功率补偿装置和所述负载通道电连接，若供电输入小于所述当前负载通道的供电需求的总和，启用所述功率补偿装置对供电输入进行补偿；所述功率补偿装置还和所述飞行控制装置电连接，用于接收所述供电输入小于所述当前负载通道的供电需求的总和的补偿信号，并根据所述补偿信号启用所述功率补偿装置。

本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种功率分配方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种功率分配装置的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种功率分配系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

术语“第一”、“第二”等仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

针对现有技术中存在的不足，本申请实施例提供一种功率分配方法，用于缩短从负载开始发生变化到完成功率分配的耗时，实现功率的灵活调配。

请参照图1，图1为本申请实施例提供的一种功率分配方法的流程示意图，该功率分配方法，包括如下步骤：

步骤101、接收当前负载通道的供电需求；其中，所述当前负载通道的供电需求是无人机的飞行控制装置根据所述无人机的运行状态获取的。

步骤102、根据所述供电需求生成需求控制指令。

步骤103、获取所述当前负载通道的实际功率，并根据所述实际功率和所述需求控制指令获取实际功率偏差。

步骤104、根据所述实际功率偏差对所述当前负载通道的输出功率进行调配。

其中，在步骤101中，所述当前负载通道的供电需求指的是当前正在运行的负载通道的供电需求，无人机在不同的运行状态下的负载通道的供电需求均可能不同，例如，在起飞状态下，能量消耗大，负载通道的供电需求大，在平飞状态下，能量消耗很小，负载通道的供电需求也相应减小。在确定无人机的运行状态后，无人机的飞行控制装置可以根据运行状态确定有供电需求的负载通道以及负载通道的供电需求。

其中，在步骤102中，所述需求控制指令指的是与所述供电需求相对应的功率门限标识信号，通过该功率门限标识信号可以获知以及限定负载通道的功率需求。

其中，在步骤103中，将所述负载通道的实际功率与所述需求控制指令即功率门限标识信号的功率的差作为实际功率偏差。

其中，在步骤104中，通过所述实际功率偏差对当前负载通道的输出功率进行调配，使得当前负载通道的输出功率与负载通道的供电需求相匹配。

由上可知，本申请实施例提供的一种功率分配方法，通过接收无人机的飞行控制装置根据无人机的运行状态获取的供电需求，并根据所述供电需求和当前负载通道的实际功率获取实际功率偏差，通过实际功率偏差对当前负载通道的输出功率进行调配，缩短了从负载发生变化到完成功率分配的耗时，实现了功率的灵活调配。

在一些可选的实施例中，在所述接收当前负载通道的供电需求之后，所述方法还包括：若所述负载通道的供电输入的总和小于所述当前负载通道的供电需求的总和，则启用功率补偿装置对所述供电输入进行补偿。

其中，所述负载通道的供电输入的总和指的是无人机配电装置的供电总输入；所述功率补偿装置可以是风光互补功率补偿器，该风光互补功率补偿器包括风力发电机、太阳能发电板，在负载通道的供电输入的总和大于当前负载通道的供电需求的总和的时候，通过太阳能发电、风力发电储存电能，在负载通道的供电输入的总和小于当前负载通道的供电需求的总和的时候，作为功率补偿装置对供电输入进行补偿，同时太阳能发电和风力发电互为补充，清洁高效、适应性强。

在一些可选的实施例中，所述根据所述实际功率偏差对负载通道所述输出功率进行调配，包括：将所述实际功率偏差为正数的负载通道的偏差功率调配至所述实际功率偏差为负数的负载通道。

其中，所述实际功率偏差为正数指的是负载通道的实际功率大于负载通道的需求功率；所述实际功率偏差为负数指的是负载通道的实际功率小于负载通道的需求功率；实际功率偏差为正数的情况会有多余功率，通过将多余功率转移至功率短缺的负载通道，可以在提高功率分配的灵活性的同时缩短功率分配的时间，以使无人机进入新的运行状态之后，更快的实现新状态的功率平衡。例如，若实际功率偏差为正数的负载通道的个数为1，实际功率偏差为负数的负载通道的个数也为1，可以将这个实际功率偏差为正数的负载通道的多余功率转移至实际功率偏差为负数的负载通道个数；若实际功率偏差为正数的负载通道的个数为2，实际功率偏差为负数的负载通道的个数为3，可以根据负载通道的相邻距离确定转移功率的负载通道的对应关系，优先向实际功率偏差为正数的负载通道的多余功率转移至实际功率偏差为负数的相邻负载通道；也可以提前对负载通道进行编号，根据负载通道的编号事先确定转移功率的负载通道的对应关系。一个实际功率偏差为正数的负载通道的多余功率可以只转移至一个实际功率偏差为负数的负载通道，也可以转移至多个实际功率偏差为负数的负载通道；一个实际功率偏差为负数的负载通道可以接收一个实际功率偏差为正数的负载通道的多余功率，也可以同时接收多个实际功率偏差为正数的负载通道的多余功率。

在一些可选的实施例中，根据负载通道回路的功率传感器获取所述负载的实际功率。

其中，可以在每一负载通道回路都设置一功率传感器，通过该功率传感器获取负载通道的实际功率，以根据该实际功率以及负载通道的供电需求进行功率调配。

请参照图2，图2为本申请实施例提供的一种功率分配装置的结构示意图，该功率分配装置，用于缩短从负载开始发生变化到功率分配完成的耗时，实现功率的灵活调配，包括：

配电控制模块201，所述配电控制模块用于接收当前负载通道的供电需求；根据所述供电需求生成需求控制指令；

至少一个配电模块202，所述配电模块和所述配电控制模块电连接，用于根据所述当前负载通道的实际功率和所述需求控制指令获取实际功率偏差；根据所述实际功率偏差对所述当前负载通道的输出功率进行调配。

上述所提供的一种功率分配装置通过配电控制模块与至少一个配电模块互相配合，根据实际功率偏差对当前负载通道的输出功率进行调配，缩短了从负载发生变化到完成功率分配的耗时，实现了功率的灵活调配。

其中，所述需求控制指令指的是与所述供电需求相对应的功率门限标识信号，通过该功率门限标识信号可以获知以及限定负载通道的功率需求；实际功率偏差指的是负载的实际功率减去功率门限标识信号的功率所得到的功率差；该配电控制模块可以是固态功率控制器控制部件，配电模块可以是固态功率控制器；该配电控制模块具有RS422通信、CAN通信、RS485通信等多种通信方式，用于接收上位机或者其他装置传来的功率分配指令，功率分配指令中包含当前负载通道的供电需求，配电控制模块在接收当前负载通道的供电需求之后，控制至少一个配电模块根据该供电需求对当前负载通道的输出功率进行调配。其中，配电模块的个数可以是一，可以是二，也可以是五，参与功率分配的配电模块的个数根据无人机的具体运行状态对应的有供电需求的负载通道的个数而确定。

在一些可选的实施例中，上述配电控制模块还包括断路器模块。

其中，断路器模块由触头系统、灭弧系统、操作机构、锁定机构、外壳等组成，用于切断和接通负载电路，以及在发生事故的情况下，切断故障电路，防止事故继续扩大。

在一些可选的实施例中，上述配电模块202具体包括：偏差获取器件，所述偏差获取器件用于根据负载的实际功率、所述需求控制指令获取实际功率偏差；场效应管，所述场效应管用于根据所述实际功率偏差对所述当前负载通道的输出功率进行调配；输出采集器件，所述输出采集器件用于采集所述当前负载通道的实际功率。

其中，偏差获取模块可以通过偏差计算电路实现，场效应管可以选用结型场效应管或者绝缘栅型场效应管，输出采集器件可以通过电流采集安陆以及电压采集电路实现。其中，配电模块中的处理器可以选择STM32F334，STM32F334是带有数字信号处理和浮点运算处理的主流混合信号的微控制器，该配电模块具有多种功能，如负载通断，过电流保护，短路瞬时跳闸，输入电压监测，负载电压电流监测等，在发生功率输出异常时，该配电模块可以及时对功率分配输出进行控制，以保护用电负载的安全；此外，该配电模块还具有自检功能，例如电流检测放大器测试，瞬时跳闸比较器测试，场效应管门极驱动电压测试，关断状态漏电流测试，场效应管失效测试等。其中，输出采集器件可以配置多种功率配额的功率输出通道，例如5.5A，15A，50A等，对多种功率配额功率输出通道进行组合可以实现更多种的组合配额输出，如2*5.5A，2*15+5.5A，3*5.5+15+50A等。

请参照图3，图3为本申请实施例提供的一种功率分配系统的结构示意图，包括：飞行控制装置301以及功率分配装置302。其中，飞行控制装置301和功率分配装置302通过机载总线进行通信；飞行控制装置301用于根据无人机的运行状态获取所述当前负载通道的供电需求。

上述所提供的一种功率分配系统通过飞行控制装置与功率分配装置互相配合，通过飞行控制装置根据无人机的运行状态获取到当前负载通道的供电需求，并根据实际功率偏差对当前负载通道的输出功率进行调配，缩短了从负载发生变化到完成功率分配的耗时，实现了功率的灵活调配。

在一些可选的实施例中，在所述无人机的运行状态发生变化之后，飞行控制装置301再次根据所述无人机的运行状态获取所述当前负载通道的供电需求。

其中，无人机的运行状态发生变化之后，无人机的负载通道的供电需求也会也可能随之变化；因此，需要无人机的飞行控制装置实时的获取无人机的运行状态，在无人机的运行状态发生变化之后，再次根据无人机的运行状态获取所述当前负载通道的供电需求，保证负载通道的供电需求的实时性。

在一些可选的实施例中，飞行控制装置301根据无人机的运行状态获取所述当前负载通道的供电需求，具体包括：获取所述无人机每一运行状态对应的负载通道的预设供电需求对应关系；飞行控制装置301根据所述无人机的运行状态、所述预设供电需求对应关系获取所述当前负载通道的供电需求。

其中，可以根据无人机的每一运行状态，以及每一运行状态对应的负载通道的供电需求获取预设供电需求对应关系，例如，第一运行状态对应负载通道的第一供电需求，第二运行状态、第三运行状态分别对应负载通道的第二供电需求、第三供电需求；可以根据无人机的运行状态直接通过调取预设供电需求对应关系进而获取当前负载通道的供电需求。

在一些可选的实施例中，所述系统还包括：功率补偿装置303，功率补偿装置303和所述负载通道电连接，若供电输入小于所述当前负载通道的供电需求的总和，启用功率补偿装置303对供电输入进行补偿；功率补偿装置303还和飞行控制装置301电连接，用于接收所述供电输入小于所述当前负载通道的供电需求的总和的补偿信号，并根据所述补偿信号启用功率补偿装置303。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露方法及其系统，可以通过其它的方式实现。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。